[Java]I/O底层原理之二：Socket工作机制

一、TCP状态转化

TCP连接的状态转换图如下

注：SYN 表示建立链接、FIN 表示关闭链接、ACK 表示响应、PSH 表示有数据传输、RST 表示链接重置。

• CLOSED：初始状态，在超时或连接关闭时也会进入此状态。
• LISTEN：服务端在等待连接时的状态。
• SYN-SENT：客户端发起连接并发送 SYN 给服务端后等待的状态。如果不能连接，则进入 CLOSED 状态。
• SYN-RCVD：服务端接受客户端的 SYN 请求，由 LISTEN 状态进入此状态。同时回应一个 SYN、ACK 给客户端。
• ESTABLISHED：数据传输状态，服务端和客户端建立连接后的状态。
• FIN-WAIT-1：主动关闭的一方进入此状态。等待远程TCP连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认
• FIN-WAIT-2：主动关闭的一方接收另一方的 FIN ACK进入的状态。
• CLOSE-WAIT：被动关闭的一方收到 FIN 后进入的状态，接收到 FIN 的同时发送 ACK。
• LAST-ACK：被动关闭的一方发起关闭请求。
• CLOSING：
• TIME-WAIT：

1 建立连接的步骤（三次握手）

1. 客户端发送 SYN 给服务端
2. 服务端回应 ACK 和 SYN  给客户端
3. 客户端发送 ACK 给服务端

2 断开链接的步骤（四次挥手）

1. 客户端发送 FIN 给服务端
2. 服务端回应 ACK
3. 服务端关闭链接，发送 FIN 给客户端
4. 客户端回应 ACK 给服务端

二、Socket

一个 Socket 实例代表了一个通信链路，当连接建立成功后，服务器和客户端都会各拥有一个 Socket 实例，且这两个实例都会拥有一个 InputStream 和 OutputStream，以此来传输数据。在 InputStream 和 OutputStream 中会各有一个缓存区，数据写入和读取都是通过这个缓存区完成的。通过 OutputStream 将数据写入到其 SendQ 队列中，当队列填满时，数据将被传递到 InputStream 的 RecvQ 队列中，如果这时 RecvQ 已满，则 OutputStream 的 write() 方法将会阻塞，直到 RecvQ 队列有足够空间容纳 SendQ 发送的数据。要注意的是，缓存区的大小及读写宿舍非常影响连接的传输效率，而且由于是阻塞式，如果两遍同时传递数据有可能发生死锁。

Socket源码分析：

public Socket() // 创建一个无连接的socket

public Socket(Proxy proxy) //